土層抗浮錨桿承載力關鍵因素現場實驗研究

邴兆磊++茍穎慧

摘要：抗浮錨桿是建筑工程地下結構抗浮措施的一種，不同于一般的基礎樁，有其自身獨特的性能。在以往的理論和實踐研究中，土層抗浮錨桿承載力關鍵因素主要可歸結為錨土界面特性和錨桿幾何形狀兩種。文章以實際建筑工程中抗浮錨桿承載力試驗為基礎，通過對比對土層抗浮錨桿承載力關鍵因素加以分析研究。

關鍵詞：抗浮錨桿；承載力；現場實驗

在建筑工程中，抗浮錨桿被廣泛應用于抗浮工程中，其原因除了抗浮錨桿的獨特性能和施工效果外，其經濟性也是被工程廣泛采用的原因。抗浮錨桿用于抵抗底下水浮力，主要通過其自重以及巖土層的摩阻力提供抗拔力。在理論研究方面，國內外諸多學者針對抗浮錨桿承載力展開了大量的實驗及研究，在現階段已經被業內普遍認可的影響土層抗浮錨桿承載力的關鍵因素有錨土界面特性和錨桿幾何形狀兩種。錨土界面特性對抗浮錨桿的影響實質是摩阻力的改變，但實際上，抗浮工程中大多采用泥漿護壁，在錨土界面特性方面可發揮空間不大。錨桿的幾何形狀不同對其承載力的影響頗深，變截面錨桿即是根據此原理加以應用，以實際工程需要為基礎，擴大錨桿身橫斷面，使其橫斷面隨著錨桿長度方向變化而改變。這一應用大大提高了摩阻力，進而提高了抗浮錨桿的承載力。以下將以實際建筑工程中抗浮錨桿施工為例，對土層抗浮錨桿承載力關鍵因素加以探究。

一、總體工程概況

社區建設工程位于青島市黃島區東岳中路北、兩河東，建筑面積249460.60m2。包括地下一層汽車庫，層高4.1m，地上由9棟高層住宅樓，F、G、H網點及大商業服務中心組成。高層住宅中有6棟為地上29層，高度91.2m，2棟為25層高度84.1m，另一棟26層，高度86.78m。F、G、H網點2層、大商業中心3層。

抗浮錨桿承載力關鍵因素現場實驗研究部分是大商業中心建設，大商業基礎底板區域整個設置抗浮錨桿共計3094根，本次施工抗浮錨桿476根。錨桿孔徑200mm，桿體為網點4C28，支架4A8，桿體中間使用Ф60×3.5鋼管作為鋼筋固定點，錨筋的連接應采用機械方式，且同一連接區段內錨筋的連接根數不得多于兩根。錨桿抗拔承載力特征值Nt為400kN，注漿采用M30水泥砂漿。本工程采用先注漿，后插錨桿的施工方法，注漿管插入孔底注漿，注漿時待錨桿漿體從孔口溢出后再慢慢拔注漿管，砂漿回縮后不斷補漿直至孔中無回縮為止，注漿后及時快速將錨桿打入孔中。

二、抗浮錨桿承載力現場試驗

按照設計要求錨桿施工前須根據地質報告<<巖土錨桿技術規程>>CECS22：2005和<<建筑地基基礎設計規>>（GB50007-2011），在場區內選擇不同位置，對抗浮錨桿分組進行破壞性試驗以確定錨桿的抗拔承載力特征值，并經勘察設計人員復核后方可施工。

1、抗浮錨桿現場實驗要求及方案

錨桿試驗應對地層條件、桿體材料、錨桿參數和施工工藝不同的錨桿進行抽檢，同類型的試驗點盡量均勻分布。同一場地同一巖層中的錨桿，試驗數不得少于總錨桿的5%，且不應少于6根。試驗采用分級加載，荷載分級不得少于8級。試驗的最大加載量不應少于錨桿設計荷載的2倍。每級荷載施加完畢后，立即測讀位移量。以后每間隔5min測讀一次。連續4次測讀出的錨桿拔升值均小于0.01mm時，認為在該級荷載下的位移已達到穩定狀態，可繼續施加下一級上拔荷載。當出現下列情況之一時，即可終止錨桿的上拔試驗：錨桿拔升量持續增長，且在1小時時間范圍內未出現穩定的跡象；新增加的上拔力無法施加，或者施加后無法使上拔力保持穩定；錨桿的鋼筋已被拔斷，或者錨桿錨筋被拔出。符合上述終止條件的前一級拔升荷載，即為該錨桿的極限抗拔力。

2、抗浮錨桿現場實驗結果

在A、B兩組實驗中，變量為界面特性，比較傳統泥漿護壁與新工法對界面特性的改變，最終體現在抗浮錨桿承載力結果中。比較結果表明界面特性的改變對極限承載力的影響十分顯著，但值得注意的是，在荷載保持在較低水平時，其對應位移影響不明顯。C組實驗在改變了界面特性的基礎上，將錨桿的幾何形狀加以改進，以變截面的形式參與實驗，其施工效果對抗浮錨桿的承載力有了顯著提升，與此同時，同一荷載下發生的位移明顯減少。

3、土層抗浮錨桿承載力關鍵因素現場試驗研究

基于以上三組現場對照實驗的結果，可知錨土界面特性與錨桿幾何形狀確實是影響土層抗浮錨桿承載力的關鍵因素。錨土界面的改變實則改變錨桿摩阻力，而錨桿幾何形狀的改變（實驗中采用變截面工藝）實則是改善了承端力情況。錨土界面的改變在荷載較低時對相應位移影響并不顯著，錨桿幾何形狀改變則無這一性質。將錨土界面特性與錨桿幾何形狀二種因素相結合情況下對抗浮錨桿承載力影響最大。依據實驗，可采用變截面、新工藝下抗浮錨桿施工方法進行，可顯著提高抗浮錨桿承載力，提高施工效率。

三、結語

綜上所述，在我國，抗浮錨桿由于其自身的工程特性以及經濟實用等性質被廣泛應用于建筑工程中，抗浮錨桿的承載力研究也隨著工程的發展不斷進行。文章以實際工程中抗浮錨桿承載力實驗為基礎，以對照實驗的形式，結合實驗結果對抗浮錨桿承載力關鍵因素加以分析和探究，驗證了其關鍵因素為錨土界面特性與錨桿幾何形狀，結合實驗結果，對抗浮錨桿承載力的改善提出建議，基于此旨在為我國未來建筑工程中土層抗浮錨桿承載力的提高提供參考。

參考文獻：

[1]朱素杰，陳保全，張興水，等.淺談土層抗浮錨桿的應用[J].居業.2015

[2]林忠偉；劉新義；林達明.土層抗浮錨桿設計和工程實踐[J].巖土工程技術.2013

[3] 陳帥；盧廷浩；馬露. 抗浮錨桿的抗拔承載力分析和數值模擬[J]. 水利與建筑工程學報.2013

[4]孫濤，楊俊杰，安慶軍，等.土層抗浮錨桿承載力關鍵影響因素現場試驗研究[J].中國海洋大學學報（自然科學版）.2011

[5]曾國機.土層抗浮錨桿受力機理研究分析[D].重慶大學.2004endprint